(中國焦點(diǎn)面對面)天問一號“探火”還要邁過幾道關(guān)？火星探測難在哪兒,？

　　中新社北京10月29日電 題：天問一號“探火”還要邁過幾道關(guān),？火星探測難在哪兒？

　　——專訪中國國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤杰

　　作者 郭超凱

　　10月28日,，天問一號探測器順利完成第3次軌道中途修正,。在飛向火星的途中，天問一號為何要進(jìn)行軌道中途修正,？火星探測的難點(diǎn)在哪,？距離成功降落火星，天問一號還要邁過幾道關(guān),？

　　中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,、中國首次火星探測任務(wù)新聞發(fā)言人劉彤杰近日接受中新社“中國焦點(diǎn)面對面”專訪，對天問一號任務(wù)進(jìn)行權(quán)威解讀,。

　　訪談實(shí)錄摘編如下：

　　中新社記者：10月28日天問一號順利完成了第3次軌道中途修正，能否給我們解釋一下什么是軌道中途修正,？在飛向火星的途中,，為什么要進(jìn)行軌道中途修正？

　　劉彤杰：在火箭發(fā)射探測器時,，探測器會有入軌偏差,，在飛行控制過程中還會產(chǎn)生飛行控制偏差。這兩個偏差如果日積月累起來,，就會在空間上或時間上偏離和火星交匯的那一點(diǎn),。空間上,，即軌道面上,，如果和火星的位置沒在一個面上，它就會飛離火星,，不會被火星引力捕獲,。時間上，天問一號如果錯過與火星交會的時間節(jié)點(diǎn),，也會擦肩而過,，因此需要軌道中途修正。軌道中途修正的另外一個作用是檢測一下探測器上的發(fā)動機(jī),，讓它工作一下,，避免在太空中不工作的狀態(tài)過長。

　　中新社記者：在第3次軌道中途修正之后，天問一號將會在當(dāng)前的軌道飛行約4個月與火星交會,。如果要成功著陸火星,，天問一號還要邁過幾道關(guān)？

　　劉彤杰：從7月23日發(fā)射,，到現(xiàn)在已經(jīng)飛了3個月左右,，后續(xù)還要再飛將近4個月。從發(fā)射到火星引力捕獲需要將近7個月時間,，后續(xù)要經(jīng)歷至少三道關(guān)口才能圓滿實(shí)現(xiàn)探測,。

　　第一道難關(guān)，就是在火星引力范圍之內(nèi)近火捕獲,。既要讓火星捕獲非常精準(zhǔn),，讓探測器在火星引力范圍之內(nèi)進(jìn)行制動，速度不要過大,；又可以環(huán)繞起來,，避免探測器飛出去或撞上火星。

　　第二道難關(guān),，在火星軌道上環(huán)繞2至3個月之后還要尋找一個非常好的小窗口,，讓它進(jìn)入到火星大氣?；鹦鞘怯写髿獾?，其大氣的密度是地球大氣的1%左右。它在減速過程中有大氣減速,、氣動減速,、降落傘減速，還有反推發(fā)動機(jī)減速,，最后靠著陸腿著陸在火星表面,，吸收撞擊的能量，這個過程非常難,。就像空間(返回)艙進(jìn)入地球一樣,，它在大氣減速的過程中會有8分鐘左右的黑障(通信中斷)，其進(jìn)入速度相當(dāng)高,，通信無法獲得信號,。由于距離相當(dāng)遠(yuǎn)，從火星回傳到地球控制地面站也有很大時延，不可能實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制,。所以,，進(jìn)入/減速/軟著陸這個過程是靠(天問一號)自主完成一系列動作，不是靠地面控制,。

　　第三道難關(guān),，軟著陸在火星表面，工作還不算做完,，還要把火星車釋放到火星表面上,，讓它走起來并開展探測?；鹦擒嚿?個科學(xué)儀器要發(fā)揮作用,，難度也很大，因?yàn)槲覀儗鹦潜砻娴沫h(huán)境認(rèn)知還相當(dāng)少,。如果軟著陸在火星表面上,，落得不夠平坦或姿勢不夠正，火星車怎么開下來呢,？可以從軌道的前面下,，也可以從后邊下，就看當(dāng)時落下去的姿態(tài),、地形等情況,。

　　要圓滿地完成火星探測任務(wù)，這三道難關(guān)是一定要闖過的,。

　　中新社記者：正如您所說，天問一號還要邁過三道難關(guān)才能成功著陸火星,，這也恰好說明了火星探測的不容易,。事實(shí)上，人類歷史上曾經(jīng)進(jìn)行過40多次火星探測,，但是成功率不足50%,。您能否給我們解釋一下火星探測的難點(diǎn)到底在哪兒？

　　劉彤杰：火星探測從上世紀(jì)60年代就已開始,，那個時期由于對火星的認(rèn)知還比較少,，航天技術(shù)又在初創(chuàng)起步階段，因此剛開始失敗略多一些，但后來的失敗和火星探測技術(shù)難度大有很大關(guān)系,。比如,，要有龐大的運(yùn)載火箭把探測器運(yùn)送到軌道上，讓它能夠環(huán)繞火星探測,，甚至軟著陸在火星表面,。

　　火箭(方面)我們現(xiàn)在有長征五號火箭，這是第一步——實(shí)現(xiàn)大火箭的研制,。我們歷經(jīng)多年攻克了很多技術(shù)難關(guān),。第二步，在設(shè)計(jì)探測器時還有發(fā)射窗口的問題,。因?yàn)榛鹦?、地球離得近，每26個月才有一次機(jī)會,，每一次機(jī)會有半個月到一個月左右的時間,，而每天火箭發(fā)射探測器有30分鐘左右的發(fā)射機(jī)會，這就是發(fā)射窗口,。發(fā)射窗口非常局限,，這就是它的又一大難度。

　　另外,，火星最遠(yuǎn)距地球有4億公里,，大家都知道月亮距地球最遠(yuǎn)距離只有40萬公里。這就使得深空測控通信上有延遲,。當(dāng)?shù)厍蚝突鹦蔷嚯x達(dá)到4億公里時,，時延可達(dá)到20多分鐘，從(地球)這邊發(fā)個指令,，火星上收到時已經(jīng)過去20多分鐘,。這就帶來一個問題，探測器自主探測能力一定要強(qiáng),，這是它另外一個難度,。

　　還有一個難度是近火捕獲，讓火星把探測器捕獲,。另外,，進(jìn)入、減速和軟著陸于火星表面的過程也非常難,，這就是火星探測幾大難點(diǎn),。

　　中新社記者：到明年5月份,，天問一號預(yù)計(jì)將會在火星著陸，天問一號將會選擇在火星的哪個區(qū)域著陸呢,？

　　劉彤杰：現(xiàn)在選擇的地點(diǎn)是在火星北半球,，國際上有著陸計(jì)劃的火星探測任務(wù)，大多數(shù)選擇在火星北半球,。因?yàn)槟习肭蛉巧降?，更加坑洼不平，北半球有平原,。我們選擇軟著陸的地區(qū)正好是個平原,，叫烏托邦平原，(著陸地點(diǎn))在烏托邦平原南部,。地質(zhì)學(xué)家說這里很可能是一個古海洋所在地,。

　　在古海洋和古陸地交界處，科學(xué)家認(rèn)為該地有很高的科學(xué)價值,，很有可能會取得意想不到的科學(xué)成果,，這就是選擇這個地方來進(jìn)行軟著陸、巡視探測的原因,。

　　中新社記者：成功降落在烏托邦平原之后,，天問一號會開展哪些科研探測任務(wù)？

　　劉彤杰：著陸在火星表面后,，火星車即巡視器會開展科研探測,。火星車上有6臺儀器,。比如,，導(dǎo)航地形相機(jī)是兩個功能復(fù)用，既可以給火星車導(dǎo)航,，又可以看前面的地形地貌,，從視覺上讓科學(xué)家了解到前面是不是有更多探測價值,。

　　(火星車上的)次表層雷達(dá),，可以探測淺層結(jié)構(gòu)?；鹦潜砻鏆庀鬁y量儀可以測氣溫,、氣壓、風(fēng)速,、風(fēng)向,。火星表面有大氣，月球表面上沒大氣,，(因此火星探測器和月球探測器的)儀器也不同,。火星車還可以測磁場,、表面物質(zhì)成分,，這都是科學(xué)家關(guān)心的內(nèi)容。

　　環(huán)繞器上有中分辨率相機(jī),、高分辨率相機(jī),，對火星的表面形貌進(jìn)行探測。環(huán)繞器上還有磁強(qiáng)計(jì),、礦物光譜分析儀,、離子與中性粒子探測和能量粒子探測器。如果科學(xué)數(shù)據(jù)獲取足夠多,，相信一定會產(chǎn)生有影響力的成果,。

　　中新社記者：我們也預(yù)祝中國的火星探測能夠取得好的成果。今年阿聯(lián)酋,、中國和美國先后發(fā)射了三個火星探測器,，掀開了人類火星探測新的篇章。這三個國家的火星探測計(jì)劃有什么異同,？側(cè)重點(diǎn)分別在哪里,？

　　劉彤杰：正是因?yàn)橛邪l(fā)射窗口，所以這三個國家集中在今年7月份實(shí)施發(fā)射,。其實(shí)之前還有歐空局和俄羅斯合作的ExoMars(火星探測)項(xiàng)目,，但他們因?yàn)榧夹g(shù)原因推遲了。

　　這三個探測器各有特點(diǎn),，阿聯(lián)酋的“希望號”是一個環(huán)繞探測器,，相當(dāng)于火星的環(huán)繞衛(wèi)星，它著重對火星大氣進(jìn)行探測研究,。美國的“毅力號”是一個巡視器,，相當(dāng)于火星車，它是用懸吊的方式把火星車落在火星表面上,。我們既有環(huán)繞火星的環(huán)繞器,，還有(著陸于火星表面上的)火星車巡視探測,，天地結(jié)合起來探測。但是三個任務(wù)各有千秋,，畢竟每個國家的技術(shù)路線是不一樣的,。

　　中新社記者：您剛才提到天問一號任務(wù)將會通過一次任務(wù)完成“繞、著,、巡”三大目標(biāo),，這在全球應(yīng)該還是第一次，如果任務(wù)能夠成功,，對中國航天來說意味著什么,？

　　劉彤杰：首先我覺得開展深空探測、行星探測工程是人類探索精神的體現(xiàn),。如果我們首次火星探測任務(wù)圓滿成功,，這說明中國人在這方面有了長足進(jìn)步，為人類和平利用太空作出更多貢獻(xiàn),。比如,，我們有能力探測包括火星在內(nèi)的太陽系行星，有能力開展相關(guān)科研工作,，取得一些原創(chuàng)成果,；對太陽系演化、地球演化能得出進(jìn)一步科學(xué)成果,，其實(shí)也是為人類在地球生存提供更多知識,。這是技術(shù)和倫理層面的作用。

　　這么難的科技工程,，如果我們都能完成得很好,，可以激發(fā)青少年對科學(xué)的熱情，投身到國家建設(shè)中去,，大家既可以仰望星空,，又腳踏實(shí)地開展工作，激發(fā)大家的探測熱情,，尤其是年輕人,。所以我們愿意到高校和中學(xué)去給他們做一些工程介紹。對老百姓來說,，航天還是一個比較神秘的領(lǐng)域,。

　　對我們而言，這就是我們的工作,，只不過這個工作大家接觸相對少一些,，我們有責(zé)任讓更多人了解到其中的過程,、知識和精神,，這樣就可以為人類和平利用太空作更多貢獻(xiàn),。無論從科技角度上，還是人才培養(yǎng)上,，還是世界觀的培養(yǎng)建立上都是有很大作用的,。

　　中新社記者：中國行星探測的第一站選擇了火星，我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行火星探測,？

　　劉彤杰：為什么選火星探測,？(這是因?yàn)?火星是類地行星，和地球環(huán)境有很多相似之處,，國際上也選擇火星作為探測重點(diǎn),。我們對火星也有很大的關(guān)注度，因此選擇火星來探測,?；鹦亲鳛轭惖匦行牵写髿?，表面也有形貌,，我們來看看它的演化是不是地球演化的未來。

　　火星很可能以前存在過生命,，但是現(xiàn)在它大氣稀薄了,，生命也不存在了。人類如果無限度地對地球開發(fā)破壞,，地球會不會有朝一日也會發(fā)展成火星,，這是科學(xué)家們提出過的問題。我們對火星有很大的好奇心,，對探測火星也寄予很大希望,，這是探測火星的主要原因,。

　　中新社記者：天問一號邁出了中國行星探測的第一步，未來中國在深空探測領(lǐng)域還有哪些計(jì)劃和安排呢,？

　　劉彤杰：行星探測計(jì)劃規(guī)劃了4次任務(wù),，首次火星探測天問一號任務(wù)是第一次，已經(jīng)發(fā)射實(shí)施了,，目前其他任務(wù)正在論證中,。第二次規(guī)劃的是小行星探測任務(wù)，預(yù)計(jì)在2024年前后實(shí)施,。此后還會有火星采樣返回任務(wù),，這是在2030年前后。在2030年前后還有一次木星系及行星際穿越探測,，即探測完木星和木衛(wèi)4之后還要飛往更遠(yuǎn)的深空,。(完)